高斯最小频移键控GMSK技术研究与实现+文献综述(6)
3.3 GMSK信号的调制原理
简单的GMSK模型就是在MSK模型的输入端加上一个预调制滤波器，如图3.2所示：
图3.2 GMSK产生方框图
由于MSK调制器在第二章中已经给出过详细的阐述，在这里就不再赘述。需要重点分析的是预调制滤波器，根据上文的分析，它应该具备以下一些特性：
（1）带宽窄并且具有陡峭的截止特性；
（2）脉冲响应的过冲较小；
（3）滤波器输出脉冲面积对应于一个码元内的载波相移 。
其中，条件（1）是为了抑制高频分量；条件（2）是为了防止过大的瞬时频偏；条件（3）是为了使调制指数为0.5。
对于不同的 值，高斯滤波器输出的码元波形也不同。不归零矩形脉冲经过高斯预调制滤波器后的输出波形如图3.3所示：
图3.3 不同 值的高斯滤波器输出
由图3.3我们可以看出，倘若 ，亦即高斯滤波器的带宽为无穷大时，输出波形仍为矩形脉冲，此时仍为MSK信号；若 取值非常小，输出码元拖尾现象非常严重，将会造成码间串扰ISI，导致前后码元的波形畸变、展宽，如若前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰，码间串扰严重时，会造成错误判决。
具体的模拟滤波器的设计方法这里我们不再赘述了。如今数字信号处理DSP技术越来越多的用于数字高斯低通滤波器的设计上。通过上文的分析可知，滤波器的 值既不能取得太大，否则会造成功率谱下降慢，引起邻道间干扰较大； 值也不能取得太小，否则会造成拖尾现象严重，引起码间串扰。在本论文中均取 。
4 结果仿真与分析
4.1 仿真及软件介绍
4.1.1 仿真介绍
仿真是指使用项目模型将某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目仿真项目整体的层次上表示的。项目仿真用模型代替实际系统进行试验。它是在不破坏真实系统环境的情况下，为研究系统的特性而构造并运行这种真实系统的模型的方法。其目的就是在合理的构造系统（或项目）模型的基础上，并已经在理论上验证了其正确性的前提之下，采用有效的方案对该模型的性能进行评估。通常我们可以根据公式进行计算，利用计算机进行波形级的仿真，或者通过用硬件构成样机进行测量来对通信系统性能进行评估。
在本论文中，对于GMSK系统，需要先建立其基本模型，并且在软件中得出结果验证该模型的正确性的基础之上，再使用模拟软件对该模型进行真实情况下的仿真模拟。因此，对于建立模型并验证模型正确性的这个步骤上，我们选择软件的原则是要使其内部环境能够尽量理想化，并且语言简单，易于编程，最好软件中附带各种工具包便于我们的使用，于是我们选择了工科生科学研究的得力助手——MATLAB。对于模拟仿真实现GMSK的这个步骤上，我们选择软件的原则是其内部环境能够尽量与真实环境相近，并且要考虑到系统内部各个门级之间的延时，于是我们选择了时序功能非常强大的软件QUARTUS。
4.1.2 MATLAB平台介绍
MATLAB原是矩阵实验室（Matrix Laboratory）在70年代用来提供Linpack和Eispack软件包的接口程序，采用C语言编写。从80年代出现3.0的DOS版本，逐渐成为科技计算、视图交互系统和程序语言。MATLAB可以运行在十几个操作平台上，比较常见的有基于Windows 9X/NT、OS/2、Macintosh、Sun、Unix、Linux等平台的系统。
MATLAB程序主要包含数百个内部核心函数，其中包含矩阵及其基本运算、与数值相关的基本函数、符号运算的函数、概率统计函数、绘图与图形处理函数、MATLAB程序设计想关函数、SIMULINK仿真工具函数、图形用户界面制作函数；工具包则包括复杂系统仿真、信号处理工具包、系统识别工具包、优化工具包、神经网络工具包、控制系统工具包、μ分析和综合工具包、样条工具包、符号数学工具包、图像处理工具包、统计工具包等。而且5.x版本还包含一套几十个的PDF文件，从MATLAB的使用入门到其他专题应用均有详细的介绍。